一步地，該微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理的過程，包括去掉最大值和最小值后取平均值、取中位數(shù)和取加權(quán)平均數(shù)。
[0086]進(jìn)一步地，如圖2所示，微控制器14對(duì)海洋水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的過程為:
[0087]SI，微控制器14分別接收溫鹽深測(cè)量?jī)x發(fā)送的水壓、水溫和鹽度數(shù)據(jù)，溶解氧測(cè)量?jī)x發(fā)送的溶解氧含量數(shù)據(jù)，氨氮測(cè)量?jī)x發(fā)送的氨氮含量數(shù)據(jù)，導(dǎo)電率測(cè)量?jī)x發(fā)送的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，PH測(cè)量?jī)x發(fā)送的硝酸PH數(shù)據(jù)，以及聲學(xué)多普勒流速剖面儀ADCP發(fā)送的流速數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存入緩存區(qū)。
[0088]S2，將水壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為水深參數(shù)，存入水下數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元12中，并且將水深參數(shù)產(chǎn)生的時(shí)間作為時(shí)間戳。
[0089]S3，將步驟SI中緩存區(qū)的各個(gè)數(shù)據(jù)與水深參數(shù)相比對(duì)，若緩存區(qū)中不存在與水深參數(shù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，則將與水深參數(shù)最接近的幾個(gè)數(shù)據(jù)做插值處理，執(zhí)行步驟S4 ;否則，直接執(zhí)行步驟S4 ；
[0090]S4，將水深參數(shù)、水溫?cái)?shù)據(jù)、鹽度數(shù)據(jù)、溶解氧含量數(shù)據(jù)、氨氮含量數(shù)據(jù)、電導(dǎo)率數(shù)據(jù)、PH數(shù)據(jù)和流速數(shù)據(jù)存入水下數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元12中。
[0091]如圖4所示，以采集水下5m、1m和15m的海洋水質(zhì)參數(shù)為例，傳感器組采集水深參數(shù)、水溫?cái)?shù)據(jù)、鹽度數(shù)據(jù)、溶解氧含量數(shù)據(jù)、氨氮含量數(shù)據(jù)、電導(dǎo)率數(shù)據(jù)、PH數(shù)據(jù)和流速數(shù)據(jù)后，將上述各個(gè)數(shù)據(jù)存入水下數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元12中，微控制器14提取水下數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元12中的各個(gè)數(shù)據(jù)，分別將5m、10m和15m的水壓數(shù)據(jù)、水溫?cái)?shù)據(jù)、鹽度數(shù)據(jù)、溶解氧含量數(shù)據(jù)、氨氮含量數(shù)據(jù)、電導(dǎo)率數(shù)據(jù)、PH數(shù)據(jù)和流速數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理(根據(jù)實(shí)際需要，可以依次處理每一種數(shù)據(jù))，將處理后獲得的海洋水質(zhì)參數(shù)存入水下數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元中，再發(fā)送至水上數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元中。本實(shí)施例對(duì)于數(shù)據(jù)融合的理論基礎(chǔ)是D-S證據(jù)理論。關(guān)于D-S證據(jù)理論是一種現(xiàn)有技術(shù)，在此不再做詳細(xì)介紹。本發(fā)明能夠綜合全面的分析水文環(huán)境，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的立體性，構(gòu)建水質(zhì)分析的模型。
[0092]具體地，傳感器組15包括溫鹽深測(cè)量?jī)x、溶解氧測(cè)量?jī)x、氨氮測(cè)量?jī)x、導(dǎo)電率測(cè)量?jī)x、PH測(cè)量?jī)x和聲學(xué)多普勒流速剖面儀。
[0093]具體地，步進(jìn)電機(jī)13與單向鎖定開關(guān)11相連，用于控制單向鎖定開關(guān)11的閉合，使水下密封艙17固定在處于預(yù)定水深的升降纜23上。
[0094]具體地，探頭16，與傳感器組相連，且外部包裹有防污銅片，所述銅片下部設(shè)置有對(duì)流孔。
[0095]在具體實(shí)施時(shí)，水下密封艙17的外殼為耐水壓的殼體，并且外部覆有放水罩，以保護(hù)水下密封艙17內(nèi)部的各個(gè)儀器。傳感器組15外部設(shè)置有儀器保護(hù)管，有探頭16設(shè)置于儀器保護(hù)管側(cè)面，探頭16外部包裹有防污銅片，在銅片下部設(shè)置有對(duì)流孔，以保護(hù)海水流通，提高測(cè)量精度。
[0096]在具體實(shí)施時(shí)，微控制器14向步進(jìn)電機(jī)13發(fā)出指令，關(guān)閉升降纜23上的單向鎖定開關(guān)11，使水下密封艙17固定在當(dāng)前水深；傳感器組15采集海洋水質(zhì)數(shù)據(jù)，并將海洋水質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)送給微控制器14 ;微控制器14對(duì)海洋水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和數(shù)據(jù)融合，將處理和數(shù)據(jù)融合后生成的海洋水質(zhì)參數(shù)存儲(chǔ)到水下數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元12中。傳感器組15采集完畢后，微控制器14向步進(jìn)電機(jī)13發(fā)出指令，打開升降纜23上的單向鎖定開關(guān)11，水下密封艙17在浮力作用下上浮至預(yù)定水深；微控制器14向水下數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元12發(fā)出指令，將其存儲(chǔ)的海洋水質(zhì)參數(shù)發(fā)送至水上數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元9中，射頻收發(fā)單元/衛(wèi)星通訊單元7將水上數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元9中的海洋水質(zhì)參數(shù)傳送至監(jiān)測(cè)中心。
[0097]進(jìn)一步地，本發(fā)明的近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)還具有數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)功能，如圖5所示，數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)的過程如下:
[0098]S101，開始；
[0099]S102，微控制器提取水上數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元9存儲(chǔ)的海洋水質(zhì)參數(shù)，
[0100]S103，利用射頻收發(fā)單元/衛(wèi)星通訊單元7向監(jiān)測(cè)中心發(fā)送海洋水質(zhì)參數(shù)；正常情況下，監(jiān)測(cè)中心接收到近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)送的海洋水質(zhì)參數(shù)后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行反饋；
[0101]S104，近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)判斷是否有來(lái)自監(jiān)測(cè)中心的反饋，若有反饋，則順序執(zhí)行步驟S105，否則，跳轉(zhuǎn)到步驟S102 ；
[0102]S105，則進(jìn)入休眠工作方式。
[0103]也就是說(shuō)，，近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有收到反饋的時(shí)間，則將存儲(chǔ)水上數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元9存儲(chǔ)的海洋水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)發(fā)，補(bǔ)發(fā)成功后進(jìn)入休眠工作方式，直到監(jiān)測(cè)中心再次發(fā)出采集指令。數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)能免避免數(shù)據(jù)遺漏。
[0104]進(jìn)一步地，微控制器14設(shè)置有閾值報(bào)警單元，當(dāng)海洋水質(zhì)參數(shù)大于預(yù)設(shè)的閾值，則微控制器14發(fā)送報(bào)警信息，通過射頻收發(fā)單元/衛(wèi)星通訊單元7發(fā)送至監(jiān)測(cè)中心。設(shè)置閾值報(bào)警單元使本發(fā)明的近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)更加智能化。
[0105]本發(fā)明還提供一種近海環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖6所示，包括:監(jiān)測(cè)中心和上述近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，監(jiān)測(cè)中心通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)通信；
[0106]近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)測(cè)中心傳輸海洋水質(zhì)參數(shù)和接收監(jiān)測(cè)中心發(fā)送的指令；
[0107]監(jiān)測(cè)中心還包括反饋模塊，用于當(dāng)接收到近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)送的海洋水質(zhì)參數(shù)后，向近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)送反饋，以確認(rèn)收到海洋水質(zhì)參數(shù)；
[0108]監(jiān)測(cè)中心向所述近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)出升降所述水下密封艙的指令。
[0109]在具體實(shí)施時(shí)，監(jiān)測(cè)中心還包括:
[0110]計(jì)算模塊，用于根據(jù)由多個(gè)不同海域的所述近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)構(gòu)成的浮標(biāo)網(wǎng)絡(luò)所采集的海洋水質(zhì)參數(shù)，結(jié)合水質(zhì)變化的基本規(guī)律，采用插值運(yùn)算的方法，建立該區(qū)域特有的水文參數(shù)模型，以推導(dǎo)出沒有設(shè)置所述近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)點(diǎn)的海域的不同水深的海洋水質(zhì)參數(shù)。
[0111]本實(shí)施例的近海環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不但可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，還可以根據(jù)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)采集的海洋水質(zhì)參數(shù)推導(dǎo)出該近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)附近海域的海洋水質(zhì)參數(shù)，從而既減少了設(shè)置近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)數(shù)量，又能獲取不同海域、不同水深的海洋水質(zhì)參數(shù)。
[0112]在具體實(shí)施時(shí)，監(jiān)測(cè)中心采用時(shí)分多址(Time Divis1n Multiple Access，縮寫為TDMA)技術(shù)與時(shí)間片輪轉(zhuǎn)機(jī)制相結(jié)合傳輸方式，向射頻收發(fā)單元/衛(wèi)星通訊單元7發(fā)送指令或傳輸數(shù)據(jù)。
[0113]進(jìn)一步地，監(jiān)測(cè)中心首先將每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)的地址存入內(nèi)部地址表，在采集海洋水質(zhì)參數(shù)的周期內(nèi)，監(jiān)測(cè)中心根據(jù)地址表依次向每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)出采集海洋水質(zhì)參數(shù)的請(qǐng)求，之后等待回答，收到采集海洋水質(zhì)參數(shù)的請(qǐng)求的近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)將采集的海洋水質(zhì)參數(shù)通過射頻收發(fā)單元/衛(wèi)星通訊單元7發(fā)送至監(jiān)測(cè)中心。這種單點(diǎn)與多點(diǎn)交互的通信方式，可以避免多點(diǎn)交互過程中可能出現(xiàn)的信息阻塞和數(shù)據(jù)沖突。由于每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)內(nèi)置有GPS傳感器，可以使每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)統(tǒng)一計(jì)時(shí)，在同步工作狀態(tài)下，每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)根據(jù)預(yù)設(shè)的同步周期，將周期內(nèi)測(cè)得的海洋水質(zhì)參數(shù)封裝成數(shù)據(jù)包，當(dāng)監(jiān)測(cè)中心發(fā)出采集海洋水質(zhì)參數(shù)的請(qǐng)求時(shí)，發(fā)出該數(shù)據(jù)包。進(jìn)一步地，假設(shè)監(jiān)測(cè)中心與每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)出一次請(qǐng)求需要的時(shí)間極限為τ，以這個(gè)時(shí)間極限為單位可以將周步周期T分成N個(gè)時(shí)間段，N = T/ τ，每個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)間片。在工作過程中，監(jiān)測(cè)中心將時(shí)間片分給每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，然后采用輪轉(zhuǎn)機(jī)制依次對(duì)每個(gè)近海環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)出采集海洋水